X-RAY ELASTOGRAPHY, Dr NGUYÊN VĂN CÔNG

 

 

STIFFNESS is only a FINDING of MALIGNANT PATHOLOGY?

 No, stiffness is definitely not exclusive to malignant (cancerous) pathology.

​While it’s true that many malignant tumors are rigid and stiff—often because cancer cells pack tightly together and trigger a massive buildup of dense, fibrous connective tissue around them (a process called desmoplasia)—many entirely benign conditions can cause tissue stiffness too.

​In clinical practice, especially when using imaging tools like elastography (which measures tissue stiffness), doctors look at a combination of factors because benign and malignant stiff masses overlap significantly.

​Benign Conditions That Cause Stiffness

​A tissue or organ can become highly stiff due to inflammation, scarring, or specific benign cellular changes:

• ​Fibrosis and Scarring: Chronic inflammation leads to the buildup of collagen. For example, in liver cirrhosis, the liver becomes incredibly stiff due to benign scarring from conditions like fatty liver disease or hepatitis.
• ​Acute Inflammation and Infection: An abscess or a severe localized infection (like mastitis in breast tissue) causes significant swelling, fluid buildup, and localized tension, making the tissue feel very hard and stiff to the touch.
• ​Fibroadenomas: These are very common, entirely benign breast tumors. Because they are made of dense fibrous and glandular tissue, they often present as firm or stiff lumps that can mimic the feel of a malignancy.
• ​Calcification: Benign processes can cause calcium deposits to form in tissues (like old hematomas, vascular calcifications, or benign nodules), which dramatically increases localized stiffness.
• ​Hyalinization: This is a degeneration process where tissue takes on a firm, glass-like protein structure. It's frequently seen in benign uterine fibroids, making them feel exceptionally hard.

​How Doctors Tell the Difference

​Because stiffness alone isn't a definitive diagnosis, radiologists and clinicians evaluate multiple "red flags" alongside:

Stiffness is a highly helpful piece of the diagnostic puzzle, but it is never used in isolation to declare a tissue malignant.

.....

Không, độ cứng không phải là dấu hiệu duy nhất của bệnh lý ác tính (ung thư).

​Mặc dù đúng là nhiều khối u ác tính thường rất cứng — chủ yếu là do các tế bào ung thư xếp chồng khít lên nhau và kích thích sự phát triển mạnh mẽ của các mô liên kết xơ dày đặc xung quanh chúng (quá trình này gọi là phản ứng xơ hóa hay desmoplasia) — nhưng có rất nhiều bệnh lý lành tính cũng gây ra tình trạng mô bị cứng.

​Trong thực hành lâm sàng, đặc biệt khi sử dụng siêu âm đàn hồi (đo độ cứng của mô), phải đánh giá kết hợp nhiều yếu tố vì độ cứng của khối u lành tính và ác tính có sự trùng lặp rất lớn.

​Các tình trạng lành tính gây ra độ cứng

​Mô hoặc cơ quan có thể trở nên rất cứng do viêm, sẹo hoặc các thay đổi tế bào lành tính cụ thể:

• ​Xơ hóa và tạo sẹo: Viêm mãn tính dẫn đến sự tích tụ collagen. Ví dụ, trong xơ gan, gan trở nên cứng do các vết sẹo lành tính hình thành từ bệnh gan nhiễm mỡ hoặc viêm gan.
• ​Viêm cấp tính và nhiễm trùng: Một ổ áp-xe hoặc nhiễm trùng khu trú nghiêm trọng (như viêm tuyến vú) gây sưng tấy, tích tụ dịch và căng cơ học tại chỗ, khiến mô chắc và cứng khi chạm.
• ​U xơ tuyến (Fibroadenoma): Đây là những khối u vú lành tính rất phổ biến. Vì được cấu tạo từ các mô xơ và mô tuyến dày đặc, chúng thường biểu hiện dưới dạng các cục cứng, dễ gây nhầm lẫn với khối u ác tính khi sờ nắn.
• ​Vôi hóa (Calcification): Các quá trình lành tính có thể khiến canxi lắng đọng trong mô (như khối máu tụ cũ, vôi hóa mạch máu hoặc các nốt lành tính), làm tăng độ cứng tại vùng đó.
• ​Thoái hóa kính (Hyalinization): Đây là quá trình thoái hóa khiến mô biến đổi thành cấu trúc protein cứng, trong suốt như kính. Quá trình này thường thấy ở các u xơ tử cung lành tính, khiến trở nên đặc biệt cứng.

​Cách phân biệt

​Vì độ cứng đơn thuần không thể đưa ra chẩn đoán xác định, nên đánh giá thêm nhiều "dấu hiệu cảnh báo" khác kèm theo:

Đặc điểm	Gợi ý cao đến Ác tính	Thường gặp ở Độ cứng Lành tính
Bờ / Ranh giới	Không đều, gồ ghề, hoặc có dạng tua gai (spiculated)	Nhẵn, rõ ràng, hoặc có ranh giới xác định
Hình dạng	Chiều cao lớn hơn chiều rộng (cắt ngang các mặt phẳng mô bình thường)	Chiều rộng lớn hơn chiều cao (song song với các mặt phẳng mô)
Mạch máu	Mạch máu tăng sinh hỗn loạn, không tổ chức	Mạch máu bình thường, tối thiểu hoặc phân bố đều đặn
Mô xung quanh	Cấu trúc mô xung quanh bị phá hủy hoặc biến dạng	Mô xung quanh chỉ bị đẩy lệch sang một bên, không bị xâm lấn

Tóm lại, độ cứng là một yếu tố có giá trị trong chẩn đoán, nhưng không được sử dụng đơn độc để kết luận một tổn thương là ác tính.

Vì sao hình mapping nhỏ hơn kích thước khối u xác định trên siêu âm B-mode 

Hiện tượng kích thước vùng mapping (bản đồ màu hiển thị độ cứng) trên siêu âm đàn hồi  sóng biến dạng (SWE - Shear Wave Elastography) nhỏ hơn kích thước khối u xác định trên siêu âm B-mode thường xuất phát từ các nguyên nhân vật lý học và kỹ thuật sau:

​1. Hiện tượng khuyết tín hiệu do u quá cứng (Signal Void Artifact)

​Khi khối u có mật độ quá đặc hoặc chứa các dải vôi hóa lớn, xung lực âm (push pulse) từ đầu dò không đủ mạnh để xuyên qua, hoặc các sóng biến dạng sau khi hình thành bị suy giảm (attenuation) quá nhanh chóng.

Do sóng biến dạng không thể lan truyền và không được thuật toán của máy ghi nhận ở vùng lõi hoặc vùng sâu của u, phần này sẽ hiển thị là một vùng trống không có màu (khuyết tín hiệu), khiến vùng mapping màu trông nhỏ hơn viền khối u trên B-mode.

​2. Sự hiện diện của thành phần dịch hoặc hoại tử

​Sóng biến dạng (shear wave) là sóng ngang, chỉ truyền được trong môi trường rắn hoặc mô mềm và không thể truyền qua chất lỏng.

Nếu khối u có các vùng hoại tử, thành phần dịch, hoặc các vi nang bên trong, máy sẽ không thể đo được vận tốc sóng biến dạng tại các vị trí này. Kết quả là bản đồ đàn hồi bị thu hẹp lại, chỉ bao quanh phần mô đặc cấu trúc của u.

​3. Giới hạn xuyên sâu của xung lực âm (ARFI Penetration Limit)

​Để tạo ra sóng biến dạng, máy siêu âm cần phát ra xung lực bức xạ âm (ARFI) tập trung.

Xung lực này bị suy giảm rất mạnh theo độ sâu. Đối với các khối u có kích thước lớn hoặc nằm sâu, phần đáy và rìa sâu của khối u có thể không nhận đủ năng lượng để kích hoạt sóng biến dạng, khiến máy không thể tính toán độ cứng tại đó và làm thu nhỏ diện tích mapping hiển thị.

​4. Bản chất cấu trúc hình ảnh khác nhau

• ​B-mode phản ánh đặc tính phản hồi âm học. Kích thước u trên B-mode bao gồm cả vùng phù nề xung quanh, vùng xơ hóa phản ứng (desmoplastic reaction/halo), hoặc vùng bóng lưng phía sau (acoustic shadowing) làm nhiễu và phóng đại ranh giới tổn thương.
• ​SWE chỉ phản ánh tương quan cơ học (độ cứng). Nó chỉ tập trung mã hóa màu ở những vùng có sự thay đổi mô thực sự, giúp phản ánh sát hơn phần "lõi cứng" của tổn thương.

​Lưu ý lâm sàng: Khi gặp hiện tượng khuyết màu hoặc diện tích mapping SWE nhỏ hơn đáng kể so với B-mode ở một khối u nghi ngờ, cần điều chỉnh giảm tần số đầu dò (chuyển sang chế độ Penetration), bôi nhiều gel hơn, tránh ấn đầu dò quá mạnh (pre-compression) hoặc phối hợp với các dấu hiệu hình thái trên B-mode để không bỏ sót các đặc tính của tổn thương.

G E R D

Siêu âm là một phương pháp hỗ trợ đắc lực trong việc chẩn đoán trào ngược dạ dày thực quản (GERD), đặc biệt là ở trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ (vì kỹ thuật này không xâm lấn, không đau và không nhiễm xạ). Ở người lớn, siêu âm thường khó quan sát hơn do ảnh hưởng của hơi trong dạ dày, nhưng vẫn có giá trị phối hợp chẩn đoán.

​Dưới đây là quy trình và cách bác sĩ thực hiện siêu âm để khám trào ngược dạ dày:

​1. Chuẩn bị trước khi siêu âm

• ​Nhịn ăn: Bệnh nhân thường được yêu cầu nhịn ăn trước đó vài giờ để dạ dày sạch, ít hơi, giúp bác sĩ quan sát rõ cấu trúc vùng tâm vị (nơi nối thực quản và dạ dày).
• ​Uống nước (khi có chỉ định): Trong quá trình khám, bác sĩ có thể yêu cầu bệnh nhân uống một ít nước lọc. Nước đóng vai trò như một chất dẫn truyền âm thanh tự nhiên, giúp làm rõ lòng thực quản và dạ dày trên màn hình siêu âm.

​2. Tư thế nằm

• ​Bệnh nhân thường nằm ngửa. Bác sĩ sẽ bôi một lớp gel chuyên dụng lên vùng bụng trên (vùng thượng vị) để đầu dò tiếp xúc tốt và truyền sóng âm rõ nét hơn.

​3. Quá trình quan sát trên màn hình (Cách bác sĩ đánh giá)

​Đặt đầu dò ở vùng thượng vị, hướng về phía ngực để quan sát đoạn thực quản bụng và tâm vị. Quá trình này bao gồm:

• ​Đo kích thước và hình thái: Đo chiều dài đoạn thực quản bụng, góc His (góc giữa thực quản và phình vị lớn dạ dày) và độ dày của thành thực quản. Nếu góc này bị tù hoặc đoạn thực quản bụng quá ngắn, nguy cơ trào ngược sẽ cao hơn.
• ​Theo dõi cử động (Siêu âm thời gian thực - Real-time): Quan sát liên tục trong vài phút (thường là sau khi bệnh nhân nuốt nước), tìm  dấu hiệu dịch hoặc thức ăn từ dạ dày di chuyển ngược từ dưới lên trên vào lòng thực quản.
• ​Đếm số dòng trào ngược: Đặc biệt ở trẻ em theo dõi trong một khoảng thời gian nhất định (ví dụ: 5 - 10 phút) đếm cac đợt dịch trào ngược lên và thời gian của mỗi đợt kéo dài bao lâu.
• ​Siêu âm Doppler màu: Giúp phát hiện dòng chảy của dịch. Khi có luồng dịch chuyển động ngược chiều (từ dạ dày lên thực quản), màn hình Doppler sẽ hiển thị màu sắc (xanh hoặc đỏ tùy hướng dòng chảy), giúp  xác định dòng trào ngược.

​Lưu ý quan trọng: Siêu âm là phương pháp động, phụ thuộc nhiều vào thời điểm thăm khám (nếu lúc siêu âm không xảy ra cơn trào ngược thì có thể bỏ sót). Do đó, để có kết quả chính xác nhất, siêu âm thường được kết hợp với các triệu chứng lâm sàng và các phương pháp khác như nội soi dạ dày - thực quản hoặc đo pH thực quản 24 giờ.






 

Nguy cơ trong y khoa

 Trong y khoa, nguy cơ (risk) được hiểu là xác suất hoặc khả năng xảy ra một biến cố bất lợi, một hậu quả xấu, tai biến hoặc một bệnh lý đối với sức khỏe của người bệnh trong một khoảng thời gian nhất định.

​Để dễ hình dung và phân loại, nguy cơ trong y khoa thường được chia làm hai khía cạnh chính dưới đây:

​1. Nguy cơ đối với sức khỏe người bệnh (Yếu tố nguy cơ)

​Đây là các yếu tố làm tăng khả năng một cá nhân mắc phải một căn bệnh nào đó. Chúng được chia làm hai loại:

• ​Yếu tố nguy cơ không thể thay đổi: Tuổi tác, giới tính, chủng tộc, hoặc các yếu tố di truyền (bố mẹ mắc bệnh mãn tính thì con có nguy cơ cao hơn).
• ​Yếu tố nguy cơ có thể thay đổi: Lối sống (hút thuốc lá, uống rượu bia, lười vận động), chế độ ăn uống, hoặc môi trường sống (ô nhiễm, nguồn nước nhiễm bẩn).

​2. Nguy cơ trong can thiệp và điều trị (Tai biến hay Rủi ro y tế)

​Mọi can thiệp y tế — từ việc dùng một viên thuốc, tiêm vắc-xin cho đến các ca phẫu thuật phức tạp — đều đi kèm với một tỷ lệ rủi ro nhất định.

• ​Tác dụng phụ và biến chứng: Chẳng hạn như nguy cơ dị ứng thuốc, nguy cơ nhiễm trùng sau phẫu thuật, hoặc xuất huyết.
• ​Sai sót y khoa (Medical Errors): Những rủi ro phát sinh từ hệ thống, quy trình vận hành hoặc do con người (chẩn đoán nhầm, dùng sai liều lượng thuốc, nhầm lẫn người bệnh).

​Cách đo lường nguy cơ trong nghiên cứu y sinh

​Trong các nghiên cứu lâm sàng và dịch tễ học, các bác sĩ và nhà nghiên cứu thường sử dụng các chỉ số toán học để đo lường nguy cơ một cách chính xác nhằm đưa ra phác đồ điều trị phù hợp:

• ​Nguy cơ tuyệt đối (Absolute Risk): Tỷ lệ xảy ra một biến cố trong một nhóm đối tượng cụ thể (ví dụ: trong 10.000 người hút thuốc, có bao nhiêu người thực sự bị ung thư phổi).
• ​Nguy cơ tương đối (Relative Risk - RR): Tỷ lệ so sánh nguy cơ giữa nhóm có tiếp xúc với yếu tố nguy cơ và nhóm không tiếp xúc. Nếu RR > 1, yếu tố đó thực sự làm tăng khả năng mắc bệnh.

​Tóm lại: Việc nhận diện và đánh giá "nguy cơ" là cốt lõi của y học dự phòng và y học lâm sàng. Nó giúp cân nhắc giữa Lợi ích (Benefit) và Nguy cơ (Risk) trước khi đưa ra bất kỳ quyết định điều trị nào cho bệnh nhân.




​Nguy cơ y khoa nên đăt trên góc độ dịch tễ học, quản lý rủi ro bệnh viện hay liên quan đến một căn bệnh cụ thể.

Đầu dò siêu âm đơn tinh thể

Đầu dò đơn tinh thể là gì và những ưu điểm 

Dựa trên số lượng tấm áp điện , các đầu dò có thể được phân loại thành đầu dò đơn tinh thể, đầu dò lưỡng tinh thể và đầu dò đa tinh thể. 

Đầu dò đơn tinh thể đắt tiền và phức tạp hơn, nhưng cung cấp hình ảnh đồng nhất hơn, ít bị suy giảm hơn và băng thông rộng hơn so với các đầu dò thông thường.

Đầu dò siêu âm  đơn tinh thể  có ý nghĩa gì?

Đầu dò đơn tinh thể ngày càng trở nên phổ biến trong lĩnh vực siêu âm chẩn đoán và thường được coi là công nghệ của tương lai. Nhưng " đơn tinh thể " nghĩa là gì? Loại đầu dò này có những ưu điểm và nhược điểm nào khi sử dụng với máy siêu âm? Sự khác biệt trong việc đọc hình ảnh hoặc nghiên cứu siêu âm là gì?

Sự tiến hóa của đầu dò siêu âm

Trong nhiều thập kỷ kể từ khi vào cuối những năm 1950, thấu kính của đầu dò siêu âm đã được chế tạo bằng cùng một loại vật liệu. Vật liệu này, được gọi là PZT (gốm oxit kim loại hỗn hợp sắt điện), vừa là một lợi thế vừa là một bất lợi cho ngành công nghiệp; mặc dù nó là một vật liệu vượt trội và hiệu quả vào thời điểm đó, nhưng điều này đã dẫn đến việc các vật liệu mới hơn và có tiềm năng tốt hơn bị bỏ lại ở giai đoạn nghiên cứu vì PZT đã đủ tốt. 

Và rồi PMN-PT (chì-magiê niobat chì-titanat) xuất hiện; một vật liệu hoàn toàn mới được báo cáo lần đầu tiên vào năm 1997. PMT-PT được nuôi cấy và sử dụng dưới dạng đơn tinh thể định hướng, chứ không phải là dạng gốm như PZT. Nhưng sự khác biệt giữa các đơn tinh thể  định hướng này và các cụm dạng gốm là gì?

Tinh thể đơn, tầm nhìn đơn

Do các vi tinh thể trong gốm được sắp xếp thành cụm, âm thanh chúng tạo ra khi có điện trường tác động sẽ được phát ra theo hướng đươc định hướng. Điều này dẫn đến phạm vi phủ sóng rộng về mặt lý thuyết, nhưng hiệu suất lại kém hơn. Trong khi với PMT-PT, các tinh thể được sắp xếp theo một hướng duy nhất. Điều này có nghĩa là âm thanh được tạo ra và thu nhận hoàn toàn được định hướng theo hướng mong muốn vơi hiệu suất đáng kinh ngạc. Độ phức tạp giảm của mảng cho phép tạo ra hình ảnh chi tiết, ít nhiễu với ít quá trình xử lý hơn. Nó cũng có khả năng chịu được mức độ biến dạng điện lớn hơn theo cấp số nhân và tạo ra ít nhiệt hơn. Xem hình so sánh giữa mảng PZT (trái) và PMT-PT (phải) bên dưới và lưu ý cách định hướng duy nhât của các tinh thể tạo ra hình ảnh rõ nét hơn.

Với đầu dò đơn tinh thể, đảm bảo chất lượng hình ảnh tốt hơn, độ nhiễu thấp hơn mà không cần xử lý trực tiếp và xử lý hậu kỳ bổ sung. Tuy nhiên, PMN-PT là một vật liệu dễ vỡ và khó gia công. Việc tạo ra các quy trình sản xuất hiệu quả và có thể lặp lại cho vật liệu này là vô cùng khó khăn. (May mắn thay,  một công ty đã chấp nhận rủi ro để xác định cách thức khai thác vật liệu này một cách đúng đắn và hiệu quả . Thành quả của nghiên cứu này có thể được tìm thấy trong các hệ thống y tế Alpinion, một trong những sản phẩm tiên tiến nhất tại USC.https://www.uscimaging.com/2023/03/07/ultrasound-transducer-single-crystal-technology/ 

Single crystal probe applications 

How to made the ultrasound single crystal probe?

Manufacturing an ultrasound single-crystal probe is a highly precise, multi-step engineering process. Unlike traditional PZT (lead zirconate titanate) probes which use polycrystalline ceramics, single-crystal probes typically use advanced materials like PMN-PT (lead magnesium niobate-lead titanate) or PZN-PT. Because the entire crystalline lattice is aligned in one uniform grain, these probes offer vastly superior sensitivity and broader bandwidth, but the material is also much more fragile and thermally sensitive.

​The complete fabrication workflow consists of five primary phases:

​1. Crystal Growth and Orientation

​Before probe assembly begins, the raw single crystal must be grown and prepared:

• ​Bridgman Method: Raw high-purity oxides are melted at high temperatures (>1300^\circ\text{C}) and cooled at a strictly controlled rate to grow a large single-crystal ingot on a seed crystal.
• ​Orientation (X-ray Diffraction): Because single crystals vibrate most effectively along specific crystallographic axes, X-ray diffraction is used to identify the exact orientation (typically the [100] or [111] plane).
• ​Slicing: The ingot is precisely sliced into thin wafers along this specific orientation using an inner-diameter or wire saw.

​2. Wafer Preparation and Poling

• ​Lapping and Polishing: The wafers are ground down to a uniform, precise thickness. The exact thickness dictates the fundamental operating frequency of the ultrasound probe.
• ​Metallization (Electroding): A thin metallic layer (usually sputtered Chrome/Gold or Nickel) is applied to both sides of the wafer to act as electrodes.
• ​Poling: A strong DC electric field is applied across the crystal at a controlled temperature to align all the internal dipoles in one direction. ​Critical Constraint: Single crystals have a lower phase transition temperature (T_{R/T}) than traditional ceramics. If the crystal gets too hot during any subsequent manufacturing step, it will "depole" and lose its advanced piezoelectric properties.

​Critical Constraint: Single crystals have a lower phase transition temperature (T_{R/T}) than traditional ceramics. If the crystal gets too hot during any subsequent manufacturing step, it will "depole" and lose its advanced piezoelectric properties.




​3. Acoustic Stack Layering

​To ensure the acoustic energy travels into the human body efficiently rather than bouncing back, a sandwich—or "stack"—is bonded together using specialized low-viscosity epoxies:

• ​Backing Block: Attached to the rear electrode. It is a highly attenuphic material (often epoxy loaded with tungsten powder) designed to absorb backward-traveling waves and dampen the crystal's ringing to create short, clean pulses.
• ​Matching Layers: Attached to the front electrode. Because the acoustic impedance of the crystal (~30 MRayl) is vastly different from human tissue (~1.5 MRayl), 1 to 3 matching layers (typically epoxy mixed with alumina or cerium oxide) are added to smoothly transition the sound wave.

​4. Array Dicing and Interconnection

• ​Micro-Dicing (Dicing Saw or Laser): The layered acoustic stack is mounted onto a high-precision dicing saw. It is cut into dozens or hundreds of isolated elements (sub-elements) to form the array (e.g., phased array, linear array). The cuts must go entirely through the crystal and matching layers, ending just at the backing block.
• ​Kerf Filling: The tiny gaps (kerfs) between the diced elements are filled with a soft polymer silicone or polyurethane to acoustically isolate the elements from one another and prevent cross-talk.
• ​Electrical Interconnects: A Flexible Printed Circuit (FPC) board is micro-soldered or bonded using anisotropic conductive film (ACF) to connect individual elements to their respective coaxial cable lines.

​5. Final Assembly and Housing

• ​Acoustic Lens Molding: A silicone rubber acoustic lens is cast or bonded over the front matching layer. This lens physically focuses the ultrasound beam in the elevation plane and protects the patient from electrical contact.
• ​Shielding: The entire internal assembly is wrapped in copper foil or conductive coating to provide electromagnetic interference (EMI) shielding.
• ​Housing and Strain Relief: The stack is integrated into an ergonomic plastic handle shell, potted with protective isolation material, and attached to the main system cable and multi-pin connector.

​Key Manufacturing Challenges

• ​Fragility: PMN-PT single crystals have very low mechanical hardness compared to PZT, making them highly prone to micro-fracturing or chipping during the dicing phase.
• ​Thermal Management: Every curing and cutting step must stay well below the crystal's phase transition temperature to prevent structural degradation.

...

Chế tạo đầu dò SCUP như thế nào 

33MHz UHF Probe for Skin

 

OSTEODYSTROPHY and LIVER DISORDERS, NG T HÔNG ANH, MD.